Kadangi tema sudėtinga, pirmiausia trumpai paaiškinkime suspaudimo laipsnio sąvoką, kad suprastume, kodėl Nissan VC-T kintamo suspaudimo variklis yra toks nepaprastas? Taigi aš pabandysiu supaprastinti, rizikuodamas padaryti netikslumą – jei taip atsitiks, visada galite apsilankyti mūsų Facebook ir palikti mums komentarą.
Įvertink ką?
Suspaudimo laipsnis yra skaičius, kiek kartų tam tikras tūris suspaudžiamas cilindro viduje. Praktinis pavyzdys: 1,0 litro keturių cilindrų variklis, kurio santykis 10:1, turi 250 cm³ cilindrus, kurie viršutiniame negyvajame taške suspaudžia mišinį iki vos 25 cm³ tūrio, ty iki dešimtosios jo tūrio ( 10:1). Sudėtingą suspaudimo laipsnio paaiškinimo versiją galite pamatyti čia.Ir kodėl tai taip svarbu?
Nes kuo didesnis variklio suspaudimo laipsnis, tuo didesnis jo efektyvumas. Kuo didesnis variklio suspaudimas, tuo greičiau plečiasi dėl sprogimo susidarančios dujos, taigi greičiau nusileidžia stūmoklis ir švaistiklis, taigi greitesnis alkūninio veleno poslinkis – galiausiai transporto priemonei perduodamas didesnis judėjimas. ratai. Štai kodėl sportiniai automobiliai turi didesnį suspaudimo laipsnį – pavyzdžiui, Audi R8 V10 variklis suspaudžia 12,7 karto daugiau nei jo tūris.
Taigi kodėl ne visi automobiliai turi aukštą suspaudimo laipsnį?
Dėl dviejų priežasčių: pirmoji priežastis yra ta, kad mišinys iš anksto detonuoja, o antroji priežastis yra ta, kad brangu pagaminti variklį su dideliu suspaudimo laipsniu. Bet pirmiausia pereikime prie pirmosios priežasties. Didėjant suspaudimo laipsniui, didėja ir oro ir kuro mišinio temperatūra degimo kameroje, o dėl šios temperatūros padidėjimo gali užsidegti stūmoklis nepasiekus viršutinės negyvosios vietos. Šio reiškinio pavadinimas yra priešsprogdinimas ir būtent dėl šio poveikio automobilių markės yra priversti gaminti variklius su konservatyviais suspaudimo laipsniais, su uždegimo ir įpurškimo žemėlapiais, skirtais apsaugoti variklį nuo šio reiškinio maksimalaus efektyvumo sąskaita.Kita vertus, gaminti variklius su dideliu suspaudimo laipsniu taip pat yra brangu (prekiniams ženklams, taigi ir klientams...). Nes norėdami išvengti išankstinės detonacijos varikliuose su dideliu suspaudimo laipsniu, prekės ženklai turi griebtis tauresnių ir atsparesnių medžiagų, kurios efektyviau išsklaido variklyje susidarančią šilumą.
„Nissan“ randa (pagaliau!) sprendimą
Per pastaruosius 25 metus keletas markių nesėkmingai bandė įveikti variklių apribojimus iki tokio lygio. Saab buvo vienas iš priartėjusių prekių ženklų, netgi pristatęs revoliucinį variklį, kuris dėl variklio galvutės šoninio judėjimo sugebėjo padidinti arba sumažinti degimo kameros kubinį tūrį. taigi ir suspaudimo laipsnis. Problema? Sistema turėjo patikimumo trūkumų ir niekada nebuvo pradėta gaminti. Laimei…
Kaip jau minėjome, pirmasis prekės ženklas, suradęs sprendimą, buvo „Nissan“. Prekinis ženklas, kuris rugsėjį Paryžiaus automobilių parodoje pristatys pirmąjį pasaulyje kintamo suspaudimo variklį. Tai 2.0 turbo variklis su 274 AG ir 390 Nm didžiausiu sukimo momentu. Šis variklis iš pradžių bus pristatytas tik JAV, pakeisdamas 3,5 V6 variklį, kuris šiuo metu turi „Infiniti“ modelius („Nissan“ aukščiausios kokybės modelių skyrius).
Kaip „Nissan“ tai pasiekė?
Tai buvo raganavimas. Juokauju… tai buvo gryna inžinerija. Įprastuose varikliuose švaistikliai (ta ranka, kuri „griebia“ stūmoklį) yra tiesiogiai pritvirtinti prie alkūninio veleno, o „Nissan“ VC-T variklyje to nebūna. Kaip matote toliau pateiktame paveikslėlyje:
Šiame revoliuciniame Nissan variklyje pagrindinio švaistiklio ilgis buvo sumažintas ir sujungtas su tarpine svirtimi, pasukama prie alkūninio veleno ir prijungta prie antrojo judamojo švaistiklio, esančio priešais švaistiklį, kuris keičia stūmoklio judėjimo mastą. Kai variklio valdymo blokas nustato, kad reikia padidinti arba sumažinti suspaudimo laipsnį, pavara pakeičia tarpinės svirties kampą, pakeldama arba nuleisdama švaistiklį ir dėl to keisdama suspaudimą nuo 8:1 iki 14:1. Taigi, „Nissan“ variklyje pavyksta sujungti geriausius iš abiejų pasaulių: maksimalų efektyvumą esant žemiems sūkiams ir daugiau galios esant dideliems sūkiams, išvengiant išankstinio detonacijos efekto.
Toks variklio suspaudimo laipsnio keitimas įmanomas tik efektyviai ir bet kuriame sūkių diapazone, nes daugybė jutiklių, paskirstytų visame variklyje. Šie per sekundę į ECU realiu laiku siunčia šimtus tūkstančių informacijos (oro temperatūra, degimo kamera, įsiurbimas, turbo, deguonies kiekis mišinyje ir kt.), leidžiantis atitinkamai keisti suspaudimo laipsnį. transporto priemonės. Šiame variklyje taip pat sumontuota kintamo vožtuvo laiko nustatymo sistema, imituojanti Atkinsono ciklą, kai įsiurbimo vožtuvai ilgiau būna atidaryti, kad pro juos galėtų išeiti oras, taip sumažinant variklio aerodinaminį pasipriešinimą suspaudimo fazėje.
Tie, kurie ne kartą skelbia apie vidaus degimo variklio pabaigą, turi grįžti „gitarą laikyti maiše“ . „Seniems“ vidaus degimo varikliams jau daugiau nei 120 metų ir atrodo, kad jie čia pasiliks. Ar šis sprendimas bus patikimas, dar reikia pamatyti.
Šiek tiek daugiau istorijos?
Pirmieji tyrimai apie suspaudimo laipsnio poveikį vidaus degimo variklių darbo ciklo efektyvumui datuojami 1920 m., kai britų inžinierius Harry Ricardo vadovavo Karališkųjų oro pajėgų (RAF) Aeronautikos plėtros departamentui. Viena iš svarbiausių jo misijų buvo rasti sprendimą dėl didelių RAF orlaivių degalų sąnaudų ir dėl to jų trumpo skrydžio nuotolio. Norėdamas ištirti šios problemos priežastis ir sprendimus, Harry Ricardo sukūrė eksperimentinį variklį su kintamu suspaudimu, kuriame jis (be kita ko) nustatė, kad kai kurie degalai yra atsparesni detonacijai. Šio tyrimo kulminacija buvo pirmoji kuro oktaninio skaičiaus vertinimo sistema.
Būtent šių tyrimų dėka pirmą kartą buvo padaryta išvada, kad didesni suspaudimo laipsniai yra efektyvesni ir reikalauja mažiau degalų, kad būtų pagaminta tokia pati mechaninė energija. Būtent nuo to laiko gigantiški 25 litrų kubinio tūrio varikliai, kuriuos žinome iš Pirmojo pasaulinio karo lėktuvų, pradėjo užleisti vietą mažesniems ir efektyvesniems agregatams. Transatlantinės kelionės tapo realybe, o taktiniai apribojimai karo metu (dėl variklių gamos) buvo sušvelninti.
